Home / مهبانگ / مهبانگ در اندیشه / مهبانگ در اندیشه 04

مهبانگ در اندیشه 04

برنامه‌ی چهارم “مِهبانگ” در شبکه‌ی اندیشه: پیوند انرژی و سلاح هسته‌ای!

شمه‌ای از مسائل علمی و فنی تکنولوژی هسته‌ای که دکتر علی نیری در این برنامه به آن‌ها خواهند پرداخت:

– پراکندگی و برخوداری سایر کشورها از نیروگاه‌ها و تولیدات هسته‌ای در سطح جهان !

– چگونگی شکافت هسته‌ای

– نحوه‌ی پیوند انرژی و سلاح هسته‌ای

– چرخه سوخت هسته‌ای

– “کارگاه آموزشی” غنی‌سازی

خلاصه:

– غنی سازی اورانیوم یعنی چه؟

در طبیعت دونوع اورانیوم وجود دارد ۲۳۵ و ۲۳۸، همون‌طور که می‌دانیم این‌ها ایزوتوپ‌های یکدیگر هستند که ۲۳۸ ،۳ تا نوترون از ۲۳۵ ایزوتوپ بیشتر دارد.

۹۹ درصد اورانیومی که روی زمین ما وجود دارد اورانیوم ۲۳۸ هست. این اورانیوم قابل انفجار نیست و در واکنش‌های زنجیره‌ای شرکت نمی‌کند، درحالی که اورانیوم ۲۳۵ که فقط ۰/۷ درصد اورانیوم روی زمین را تشکیل می‌دهد قابل انفجار است.

ما این مقدار کم اورانیوم ۲۳۵ را می‌خواهیم بالاتر ببریم چون غلظت ۰/۷ درصد آن بسیار کم است و باید این علظت را بالا ببریم، یعنی باید آن را غنی کنیم. پس ما قرار است غلظت اورانیوم ۲۳۵ رو بالا ببریم؛ در این حالت ۲ تا رژیم حقوقی از طرف آژانس بین المللی انرژی اتمی گذاشته شده است که اولی LEU (غلظت پایین) و دومی HEU (غلظت بالا) می‌باشد:

(LEU (Low-enriched uranium  یا اورانیوم با غلظت پایین است  که به عنوان سوخت نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌شه که غلظت اورانیوم ۲۳۵ آن هم بالا نیست و به هیچ وجه در آن انفجاری رخ نخواهد داد ودر این مورد تنها مشکلی که وجود داره و ایجاد ترس می‌کنه انفجار اتمی نیست بلکه میزان آزاد سازی مسمومیت مواد رادیواکتیو است.

رژیم حقوقی دوم (HEU (Highly enriched uranium یا اورانیوم با غلظت بالا است؛ در این رژیم می‌خواهیم میزان غلطت اورانیوم را به بالای ۱۹/۷۵ درصد یا به قول رسانه ها به بالای ۲۰ درصد برسونیم، درواقع می‌خواهیم میزان غلظت اورانیوم را به حدی برسونیم که چیزی جلودار واکنش‌های زنجیره‌ای آن  نباشد و یک انفجار تمام معنا را داشته باشیم که این رژیم فقط مختص ساخت سلاح هسته‌ای است!

– چطور می‌توان غنی سازی را انجام داد؟ 

راه‌های گوناگونی برای این کار وجود دارد، روشی که ایران به کار می‌برد قدیمی‌ترین روش غنی‌سازی است که از طریق تزریق  گازهگزافلوراید اورانیوم  به سانتریفیوژها است. کسانی که در زمان آقای احمدی‌نژاد می‌گفتند که ما به قله‌های تکنولوژی رسیده‌ایم باید بدانند که این تکنولوژی بسیار بسیار قدیمی است!

این هگزافلوراید اورانیوم را به سانتریفیوژها تزریق می‌کنیم؛ سانتریفیوژ مانند ماشین  لباس‌شویی کار می‌کند و با سرعت بالایی می‌چرخد و فلوراید یا اورانیوم ۲۳۵ به دلیل سبک‌تر بودن از اورانیوم ۲۳۸ در مرکز سانتریفیوژها قرار می‌گیرد و از اورانیوم ۲۳۸ جدا می‌شود. این کار باید  تا ۱۰ هزار بار انجام شود تا غلطت اورانیوم را بالا ببریم. این روش برای نخستین بار در جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفت.

ایران از سال ۱۹۶۸ عضو ان.پی.تی. یا پادمان منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای است. کسانی که عضو این پادمان هستند مجاز هستند که تحت نظارت آژانس اتمی بین المللی در رژیم LEU غنی سازی را انجام دهند. پس اگر ما بخواهیم اورانیوم با غلظت بالا داشته باشیم  درواقع اعلام کرده‌ایم که می‌خواهیم این پادمان را نقض کنیم!

گزیده‌ها:

*بنابر تحقیقاتی در یکی از مراکز اندیشگاه‌های دانشگاه استنفورد در دهه 1960 میلادی به این نتیجه رسیدند که نفت ایران در 30 سال آینده به پایان خواهد رسید و توصیه کردند که ایران با توجه به توسعه بسیار زیادی که در بخش صنعت دارد باید به سمت ساخت نیروگاه‌های هسته ای برود.

متأسفانه چه پیش و چه بعد از انقلاب مقوله رفتن به سمت انرژی هسته ای به هیچ وجه در سطح تخصصی مورد بحث قرار نگرفت و همیشه مسئله ای از سمت بالا به پایین بوده است.

*چرا انرژی هسته ای؟ ایمن تر است؛ بازدهی بیشتری دارد؛ برای محیط زیست خوب است چون برعکس نیروگاه‌های گازی و سوخت‌های فسیلی گاز دی اکسید کربن تولید نمی‌کند.

*مقدار انرژی که این نیروگاه‌ها می‌توانند تولید کنند حدود یک میلیون وات (مگاوات) است و هر خانه به طور متوسط حدود هزار وات برق مصرف می‌کند. نیروگاه اتمی بوشهر قبل از انقلاب قرار بود حدود 1300 مگاوات برق تولید کند ولی در حال حاضر تولید بیش از 1000 مگاوات را ندارد. این درواقع، معادل است با 15 میلیون بشکه نفت یا 3 و نیم میلیون تن زغال سنگ تا بتوان چنین انرژی را به عنوان برق به خانه‌های مردم برسانند.

*در حال حاضر 5500 نیروگاه در دنیا کار می‌کنند که بین 30 تا 40 هزار میلیون وات (مگاوات) برق را در سراسر دنیا تولید می‌کنند.

  • حدود 440 نیروگاه هسته ای در 31 کشور دنیا قرار دارد.
  • 30 تا از این نیروگاه‌ها، مانند نیروگاه بوشهر، در حال ساخت هستند.
  • 16% برق دنیا از طریق این نیروگاه‌ها تأمین می‌شود.
  • حدود 351 میلیارد یا بیلیون وات (گیگاوات) الکتریسته از طریق نیروگاه‌های هسته ای تولید می‌شود.

بنابراین سهم نیروگاه‌های هسته ای در تولید برق اندک است. فرانسه در منطقه خودش بیشترین نیروگاه‌های هسته ای را دارد. ژاپن تا قبل از فوکوشیما جزو کشورهایی بود که در حال ساخت بیشتر نیروگاه‌های اتمی بود ولی تصمیم گرفته بعد از 2050 به بعد دیگر متکی به نیروی اتم نباشد و برق را از منابع دیگر تهیه کند.

*از نیروی هسته ای چگونه استفاده می‌کنیم؟ معمولأ یک هسته سنگین و ناپایدار باید داشته باشید که با زدن ذره دیگر به این هسته ناپایدار به هسته‌های کوچکتر بشکند. به‌طور کلی چیزی که اکنون در نیروگاه‌های هسته ای استفاده می‌کنیم نیرویی است که از طریق شکافت هسته به دست می‌آید و هنوز نتوانسته ایم نیروگاه‌هایی داشته باشیم که براساس نیروی هم‌جوشی هسته ای کار کند.

از برخورد یک ذره سنگین (سنگین در مقیاس اتمی) به هسته اورانیوم ناپایدار(معمولأ اورانیوم 235) دو هسته (اصطلاحأ دختر گفته می‌شود) درست می‌شود و دو یا سه نوترون آزاد می‌شود. اگر مقدار مناسبی از این اورانیوم را داشته باشیم واکنش‌های زنجیره‌ای شکل می‌گیرد. برای اینکه یک نیروگاه هسته‌ای داشته باشید احتیاج به 4-3% اورانیوم 235 دارید.

*چگونه بین انرژی هسته ای و سلاح هسته ای پیوند وجود دارد؟ یک پیوند ورودی و یک پیوند خروجی وجود دارد. ورودی به نیروگاه یعنی سوخت غنی شده. سوختی که به نیروگاه‌ها می‌رسانیم می‌تواند پیوندی با سلاح‌های هسته ای برقرار بکند. این پیوند می‌تواند از طریق خروجی باشد یعنی، خروجی از نیروگاه‌ها می‌تواند عنصری به نام پلوتونیوم باشد که باز این عنصر می‌تواند به طور مستقیم در سلاح‌های هسته ای مورد استفاده قرار بگیرد.

*در طبیعت دو نوع اورانیوم شاید هم بیشتر وجود دارد. اورانیوم 235 و 238 که 238 بیش از سایر اورانیوم‌ها است. 99% اورانیومی که در روی زمین وجود دارد مربوط به اورانیوم 238 است.

0.7%  اورانیوم موجود در جهان را اورانیوم 235 تشکیل می‌دهد و بقیه نوع ایزوتوپ دیگری از اورانیوم است که اورانیوم 234 است.

اورانیوم 238 سه نوترون بسیار کوچک بیشتر از اورانیوم 235 دارد. اورانیوم 238 سنگین‌تر است و به طور طبیعی شکافته نمی‌شود و در واکنش‌های زنجیره ای هم شرکت نمی‌کند.

*تفاوت اورانیوم 238 و 235 چیست و چرا ما به اورانیوم 235 نیاز داریم؟ نوترون یکی از ذراتی است که در درون هسته اتم قرار دارد. بسیار بسیار سنگین‌تر از الکترونی است که به دور هسته اتم می‌چرخد و حتی از پروتون که در درون هسته است و بار مثبت دارد وزن بیشتری دارد.

این سه نوترون بسیار کوچک تفاوت بسیار بزرگی را ایجاد می‌کنند. برای اینکه اورانیوم 238 به طور طبیعی منفجر نمی‌شود ولی اورانیوم 235 قابلیت انفجار را دارد. آن چیزی که ما از معادن اورانیوم بیرون می‌کشیم اورانیومی است که فقط کمی بیشتر از 0.7% اورانیوم 235 دارد و مابقی اورانیوم 238 است. بنابراین، کمتر از 1% اورانیومی که از معادن بیرون می‌کشیم اورانیوم 235 است.

*اورانیوم 235 اورانیومی است که ما برای نیروگاه‌ها و یا سلاح‌های هسته ای احتیاج داریم. ولی میزان غلظت این اورانیوم در طبیعت بسیار بسیار کم است و ما باید به طور مصنوعی غلظت این اورانیوم را بالاتر و بالاتر ببریم.

*برای غنی سازی، اورانیوم باید از معادن سنگ گرفته شود و با تزریق فلوراید گاز هگزا فلوراید ساخته می‌شود و بعد از آن با روش‌های متفاوت غلظت اورانیوم 235 را بالاتر می‌برند تا بتواند در واکنش‌های زنجیره ای شرکت کند. بعد از آن این اورانیوم غلیظ شده را به نیروگاه‌های اتمی تزریق می‌کنند و سوخت نیروگاه هسته ای تأمین می‌شود. پسماند آن‌ها اورانیومی خواهد بود که همچنان بسیار بسیار رادیو اکتیو است.

*دو رژیم حقوقی از طرف آژانس بین المللی انرژی اتمی گذاشته شده است که یکی LEU (Low Enriched Uranium) است که به معنی اورانیوم با غلظت پایین است و برای نیروگاه‌های هسته ای استفاده می‌شود. اورانیوم 235 زیادی ندارد حتی در حالتی که کوره هم ذوب شود؛ در این حالت اورانیوم انفجار اتمی صورت نخواهد گرفت. آن چیزی که همه را می‌ترساند و باعث خطر است انفجار هسته ای نیست بلکه میزان آزاد سازی و مسمومیت ناشی از مواد رادیو اکتیو است.

نوع دیگر رژیم HEU (High Enriched Uranium) است یعنی اورانیوم با غلظت بالا (میزان غلظت بالای 20%) که چیزی جلودار واکنش‌های زنجیره ای نخواهد بود و یک انفجار به تمام معنا را به همراه خواهد داشت. این نوع معمولأ در سلاح‌های هسته ای قابل استفاده است.

*به چه طریق می‌توان غنی سازی را انجام داد؟

– قدیمی‌ترین روش غنی سازی تزریق گاز هگزا فلوراید اورانیوم است.

– غنی سازی از طریق لیزر

– غنی سازی از طریق سانتریفیوژ (سیستم کاری سانتریفیوژ همانند ماشین لباسشویی است که با سرعت می‌چرخد) به این صورت است که گاز هگزا فلوراید را به سانتریفیوژ تزریق می‌کنند. گازهای سبک‌تر (اورانیوم 235 به دلیل اینکه سه نوترون کمتر دارد سبک است. فلوراید هم جزو گازهای سبک است.) در مرکز سانتریفیوژ قرار می‌گیرند و از طریق یک خروجی خارج می‌شوند و گاز سنگین‌تر که اورانیوم 238 است در جداره سانتریفیوژ قرار می‌گیرد. این کار باید چندین بار (حتی تا ده هزار بار) انجام بگیرد تا غلظت اورانیوم را به حدی که نیاز است برساند. به همین دلیل سانتریفیوژها باید به صورت شبکه ای قرار بگیرند.

One comment

  1. نتیجه: یعنی انرژی هسته ای حق مسلم ما نیست و در ضمن مانند نفت 100 سال قبل اخ است باید دور ریخته شود.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

Scroll To Top